26 листопада  2024 року відбулося чергове засідання наукового гуртка здобувачів вищої освіти “Актуальні проблеми електроніки та електроенергетики” кафедри гідротехнічного будівництва, водної та електричної інженерії факультету архітектури та будівництва. Відповідно до плану роботи, з доповіддю на тему «Особливості технології виготовлення потужних високовольтних діодів та тиристорів та напрями її оптимізації» виступив керівник наукового гуртка к.т.н., доцент Литвиненко В.М.

У своїй доповіді доповідач висвітлив наступні питання:

1. Потужні діоди і тиристори  як основні складові перетворювальних пристроїв електроенергетики.

2. Особливості конструкції  високовольтних діодів і тиристорів.

3. Причини деградації електричних параметрів високовольтних діодів та тиристорів в технологічному процесі їх виготовлення.

4. Розробка технологічних методів, направлених на запобігання деградації електричних параметрів високовольтних діодів та тиристорів.

          Доповідач розповів про особливості використання потужних діодів і тиристорів в електроенергетиці. Доповідачем було освітлено також принцип дії діодів і тиристорів, їх основні параметри та характеристики. Він підкреслив, що потужні діоди і тиристори застосовується в електроенергетиці для виготовлення електронних комутаційних апаратів, регуляторів постійного і змінного струму великої потужності та випрямних вентилів.

      Доповідач провів аналіз основних конструкцій високовольтних (силових) діодів і тиристорів і охарактеризував особливості кожної з них. З метою зменшення напруженості електричного поля на поверхні р-n переходів, поверхню кристала скошують під деяким кутом, тобто виготовляють фаску. Це дозволяє практично виключити виникнення поверхневого пробою р-n переходів потужних діодів та тиристорів за рахунок істотного збільшення ширини області просторового заряду р-n переходу на поверхні.

В своєму докладі доповідач проаналізував причини деградації електричних параметрів структур силових  діодів та тиристорів. Було названо наступні технологічні фактори: 1) використання для виготовлення приладів неякісних вихідних матеріалів; 2) наявність структурних дефектів в кремнії (дислокації, окислювальні дефекти упакування, точкові дефекти) в активних областях; 3) вплив поверхневих ефектів із-за попадання на поверхню р-n переходів неконтрольованих домішок в технологічному маршруті виготовлення структур діодів та тиристорів.

Доповідач розповів про основні технологічні методи, що використовуються для ліквідації структурних дефектів в активних областях діодних та тиристорних структур. Це  різноманітні методи гетерування дефектів, які за технологією його здійснення підрозділяються на: методи нанесення гетеруючого шару на поверхню пластини; методи утворення шару напівпровідникового матеріалу з порушеною кристалічною структурою; методи проведення термічної обробки пластин в спеціальному середовищі. З метою покращання поверхневих властивостей р-n переходів використовують комплексні хімічні обробки та відпали в спеціальних середовищах (наприклад в середовищі інертного газу або в вакуумі).

Потужні тиристори з охолоджувачами

Потужні діоди та тиристори

Напівпровідникові діоди різних типів

Потужний кремнієвий випрямний діод Шотткі КД2999А

У засіданні наукового  гуртка та обговорені запропонованих питань прийняли активну участь здобувачі 1-4 курсів та магістри першого року навчання спеціальності 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка.

Автор:  Литвиненко В.М. (26.11.24року)